(57)【要約】【課題】曲がり癖のある溶接ワイヤが供給されて、溶接ワイヤの曲がり癖による付勢を受けても、チップの軸孔の中心位置が安定し、溶接ワイヤの先端がふらつかずに安定状態を維持するアーク溶接用トーチを提供する。【解決手段】チップ３は、中央にフランジ３２が設けられ、上部がトーチ本体２の前記第１軸孔２１に挿通され、上部の外周にコイルスプリング７が嵌装されて、コイルスプリング７により下部に付勢され、ワイヤガイド６は、先端に溶接ワイヤＷが挿通される第３軸孔６ａを有し、チップ３は先端が第３軸孔６ａに当接し、チップ３とワイヤガイド６の内周面との間に隙間が設けられて支持され、ワイヤガイド６からの熱がチップ３に殆ど伝わらず、また、ワイヤガイド６の筒内において、シールドガスがチップ３を冷却する構成である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シールドガス及び溶接ワイヤが通過する第１軸孔を有するとともに先端近傍の壁部に前記第１軸孔に連通してシールドガスが流出されるガス放出口を有するトーチ本体と、
中央にフランジが設けられ、前記溶接ワイヤが挿通される第２軸孔を有し上部が前記トーチ本体の前記第１軸孔に挿通されるチップと、
前記チップの上部の外周に嵌装されて前記トーチ本体の先端と前記フランジとの間に配置され、前記チップを下部に付勢するコイルスプリングと、
上部が前記トーチ本体の先端近傍の外周に取付けられて、前記トーチ本体の先端近傍及び前記チップを内包するノズル本体と、
上部が前記ノズル本体に同軸に取付けられ、先端に開口が設けられているノズルカバーと、
先端に前記溶接ワイヤが挿通される第３軸孔を有し、前記ノズルカバー先端の開口から所定長突出して前記ノズルカバーの筒内に同軸に取付けられて、前記第３軸孔に前記チップの先端を当接させて、前記チップと内周面との間に隙間を設けて支持し、前記チップの上下動により前記第３軸孔が開閉して前記チップとの間にシールドガスが通過可能に形成されたワイヤガイドと、
を備えたことを特徴とするアーク溶接用トーチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接ワイヤを連続的に供給してアーク溶接するのに利用されるアーク溶接用トーチに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アーク溶接では、トーチ本体の先端部にチップを同軸に装着し、チップの軸孔を挿通してトーチ先端から突出させた溶接ワイヤを被溶接物に接近し、炭酸ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどからなる溶接用酸化防止ガス（以下、シールドガスという）をトーチ先端より吹き出し、被溶接物と溶接ワイヤの間に発生するアークの周囲をシールドガスで覆い、大気中の空気が溶接部に流入するのを防止しながら、アークにより被溶接物及び溶接ワイヤを溶融させて溶接ビードを形成し溶接している。
【０００３】
例えば、特開２００７−５４８７２号公報に記載のガス被包アーク溶接用溶接トーチは、トーチ本体とチップが接合され連通形成される中空領域に、径が細くシールドガス噴出孔を有する小径通路が設けられることにより、シールドガスが径の細い小径通路を通過する際に、その流れが制限され、シールドガスの噴出流量を低下させる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−５４８７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この種のアーク溶接用トーチは、軸孔に溶接ワイヤを挿通するチップがトーチ本体の先端部に根元部分で取付けられるとともに、チップを内包するように溶接ノズルがトーチ本体に取付けられ、溶接ノズルとチップ間にシールドガス流路としての空間部が設けられて、チップの先端がトーチ本体から突出して自由端となっている。また、チップの軸孔を挿通する溶接ワイヤは、アークで溶融して消耗するので図示しないリールに巻かれ、リールから定量づつ供給されている。そのため、溶接ワイヤの曲がり癖によりチップの先端部がふらついて、溶接時に溶接ワイヤ先端が狙い位置から外れたり、ビードが蛇行するという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するもので、トーチ本体の先端部にチップを同軸に装着し、チップの軸孔を挿通してトーチ先端から突出させた溶接ワイヤを連続的に供給してアーク溶接するのに利用されるアーク溶接用トーチにおいて、リールに巻かれて曲がり癖のある溶接ワイヤが供給されて、チップが溶接ワイヤによる曲がり癖によって付勢を受けても、チップの軸孔の中心位置が安定し、溶接ワイヤの先端がふらつかずに安定状態を維持するアーク溶接用トーチを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明は、シールドガス及び溶接ワイヤが通過する第１軸孔を有するとともに先端近傍の壁部に前記第１軸孔に連通してシールドガスが流出されるガス放出口を有するトーチ本体と、中央にフランジが設けられ、前記溶接ワイヤが挿通される第２軸孔を有し上部が前記トーチ本体の前記第１軸孔に挿通されるチップと、前記チップの上部の外周に嵌装されて前記トーチ本体の先端と前記フランジとの間に配置され、前記チップを下部に付勢するコイルスプリングと、上部が前記トーチ本体の先端近傍の外周に取付けられて、前記トーチ本体の先端近傍及び前記チップを内包するノズル本体と、上部が前記ノズル本体に同軸に取付けられ、先端に開口が設けられているノズルカバーと、先端に前記溶接ワイヤが挿通される第３軸孔を有し、前記ノズルカバー先端の開口から所定長突出して前記ノズルカバーの筒内に同軸に取付けられて、前記第３軸孔に前記チップの先端を当接させて、前記チップと内周面との間に隙間を設けて支持し、前記チップの上下動により前記第３軸孔が開閉して前記チップとの間にシールドガスが通過可能に形成されたワイヤガイドと、を備えたことを特徴とするアーク溶接用トーチである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアーク溶接用トーチは、チップの軸孔を挿通する溶接ワイヤから、曲がり癖による付勢を受けても、チップが、ノズル本体の軸孔に上下動可能に挿通されるから、チップの軸孔の中心位置が安定し、溶接ワイヤの先端がふらつかずに安定状態を維持するものである。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例１を示す縦断面図である。
【図２】図１におけるワイヤガイドを上部から見た概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施例を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明の実施例１を示す縦断面図、図２は、図１におけるワイヤガイドを上部から見た概略図である。
【００１２】
図１において、アーク溶接用トーチ１は、トーチ本体２と、トーチ本体２の先端に同軸に装着されるチップ３と、トーチ本体２の先端近傍の外周に取付けられてトーチ本体２の先端近傍とチップ３を内包するノズル本体４と、一端がノズル本体４の先端に取付けられるノズルカバー５と、ノズルカバー５の筒内に同軸に装着されてチップ３を内包するワイヤガイド６と、を備えた構成である。
【００１３】
トーチ本体２は、先端近傍において、外側に筒状の絶縁部材が同軸に固着され、この絶縁部材の外周に雄ネジ２ａが形成されている。そして、雄ネジ２ａから段差を有して径を細くして先端部２ｂが形成されている。トーチ本体２は、シールドガスが通過する第１軸孔２１が長さ方向に沿って設けられ、先端部２ｂの軸周りに等角度に第１軸孔２１に連通してシールドガスを外部に流出する複数（例えば４個）のガス放出口２２が開口され、また、第１軸孔２１を挿通して溶接ワイヤＷが供給されている。
【００１４】
チップ３は、クロム銅製で中心を貫通して第２軸孔３１が設けられ、軸方向の中央近傍の外周にフランジ３２が形成されている。チップ３は、上端からフランジ３２までの上部３３の径に対して、フランジ３２より下端までの先端部３４の径が小さく形成され、先端近傍３４ａが先細りの円錐状に形成されている。そして、チップ３は、上部３３の一部がトーチ本体２の第１軸孔２１に挿通されているとともに、上部３３の外周にコイルスプリング７が嵌装されている。
【００１５】
コイルスプリング７は、上端７ａがトーチ本体２の先端面２ｃに当接し、また、先端７ｂがフランジ３２に当接してチップ３を下方に付勢している。
【００１６】
チップ３は、上部３３がトーチ本体２の第１軸孔２１に挿通されて、第２軸孔３１が第１軸孔２１に連通し、第１軸孔２１から供給される溶接ワイヤＷが第２軸孔３１に挿通されている。
【００１７】
チップ３は、コイルスプリング７により下方に付勢されている構造であり、溶接ワイヤＷにより上下に付勢されると、第１軸孔２１を挿通して軸方向に移動可能である。
【００１８】
ノズル本体４は、筒体で上端及び先端の筒内に雌ネジ４ａ，４ｂが形成されている。そして、ノズル本体４は、雌ネジ４ａがトーチ本体２の先端近傍の雄ネジ２ａに螺合されてトーチ本体２に取付けられ、トーチ本体２の先端部２ｂ及びチップ３を内包し、筒内にガス放出口２２から供給されるシールドガスが通過する第１ガス通路４１が形成されている。
【００１９】
ノズルカバー５は、筒体であって、上部において、外周に雄ネジ５ａ、内部に円筒形の孔５ｂが形成され、また、孔５ｂの先端に小径の開口５ｃが設けられている。そして、ノズル本体４先端の雌ネジ４ｂに雄ネジ５ａを螺合してノズル本体４の先端に取付けられている。
【００２０】
ワイヤガイド６は、耐熱性、耐磨耗性のあるセラミックス製で、上部が厚みのある四角いフランジ６１に形成され、先端部６２が円筒状の先細りする筒体であって、中心に軸方向に貫通して第３軸孔６ａが設けられている。
【００２１】
ワイヤガイド６は、図２に示すように、四角いフランジ６１の四つの隅部が所定角度の範囲を断面円弧形に面取りされており、ノズルカバー５の円筒形の孔５ｂに嵌合されて移動可能であるが、フランジ６１の四つの隅部の面取りされた外周面が円筒形の孔５ｂの内周面に摺接して、ノズルカバー５に対して同軸の位置を維持するように取付けられており、ノズルカバー５の円形の孔５ｂとフランジ６１の外周部分との間に断面Ｄ字状の４つの第２ガス通路６ｂが形成されている。第２ガス通路６ｂの下部には、第２ガス通路６ｂを通過したシールドガスを溜める空部６３が設けられている。
【００２２】
ワイヤガイド６は、先端部６２において、フランジ６１に隣接する部位の軸周りに等角度にガス通路４１に連通してシールドガスを流出させる複数（例えば６個）のガス噴出口６４が設けられている。ワイヤガイド６は、ノズルカバー５に取り付けられた状態において、ノズルカバー５の開口５ｃから先端部６２が一部突出して同軸に配置され、開口５ｃが環状のガス吹出口となっている。
【００２３】
ワイヤガイド６は、筒内において、第３軸孔６ａの内部先端にチップ３の先端が当接して下部に付勢され、チップ３と内周面６ｄとの間にシールドガスが通過する第３ガス通路６５が形成されている。そして第３ガス通路６５を通過したシールドガスは、ガス噴出口６４から流出して空部６３に供給され、第２ガス通路６ｂを通過したシールドガスと合流する。そして、空部６３に供給されたシールドガスは、ノズルカバー５先端の狭い環状の開口５ｃから外部に噴射される。
【００２４】
ワイヤガイド６は、ノズルカバー５の開口５ｃから先端部６２を十分な長さ突出させてあるので、ノズル本体４の先端に飛散したスパッタを先端面６ｃで殆ど受止めることができる。
【００２５】
次にアーク溶接用トーチ１の溶接時の動作について説明する。溶接時には、トーチ本体２に図示しないリールから溶接ワイヤＷが供給され、アーク溶接用トーチ１先端のワイヤガイド６から突出させた溶接ワイヤＷを被溶接物１００に接近させて、環状の開口５ｃからシールドガスを吹出しながらアークにより被溶接物１００及び溶接ワイヤＷを溶融させて溶接ビード１０１を形成し溶接する。
【００２６】
アーク溶接用トーチ１は、溶接時において、リールに巻かれた溶接ワイヤＷの曲がり癖により、チップ３を外部方向にふらつかせるような付勢を受ける。このとき、チップ３は、トーチ本体２の第１軸孔２１内に挿通されて軸方向に移動可能であり、また、後述するワイヤガイド６により、チップ３の第２軸孔３１の中心位置が安定しており、溶接ワイヤＷの先端がふらつかずに安定状態を維持する。
【００２７】
また、ワイヤガイド６は、筒内に内包されているチップ３の先端３ａが第３軸孔６ａの内部先端６ｅに当接して、下方に押しつけられている構成であるので、溶接時に過熱されたワイヤガイド６からの熱が、チップ３に伝わりにくく、筒内において、内周面６ｄとチップ３との間の第３ガス通路６５にシールドガスが通過してチップ３を冷却するのでチップ３の熱膨張は小さく押さえられる。
【００２８】
それでも溶接時に過熱されたワイヤガイド６からの熱がチップ３に伝わることで、セラミックス製のワイヤガイド６と、金属製のチップ３とが、熱膨張率の違いから、ノズル本体４内でチップ３が膨張する。この場合、チップ３の膨張部分は、第１軸孔２１を挿通して軸方向に移動するので、チップ３の熱膨張によりセラミックス製のワイヤガイド６が過度に圧接されることはない。
【００２９】
また、溶接時にワイヤガイド６は、筒内に内包されているチップ３の先端３ａが第３軸孔６ａの内部先端６ｅに当接して、下方に押しつけられる圧力の状態が変化することにより、上下振動が発生することがある。ワイヤガイド６が上下振動した場合、フランジ６１の四つの隅部の面取りされた外周面がノズルカバー５の円筒形の孔５ｂの内周面に摺接して、ワイヤガイド６は、ノズルカバー５の孔５ｂの中心位置を維持するので、チップ３の第２軸孔３１の中心位置は安定する。
【００３０】
このようにチップ３は、溶接ワイヤＷから付勢を受けたり、アーク溶接の熱により膨張しても、第１軸孔２１を挿通して軸方向に移動可能であり、また、ワイヤガイド６もノズルカバー５の孔５ｂ内で中心位置を維持するから、チップ３の第２軸孔３１の中心位置が安定し、ワイヤガイド６から送出される溶接ワイヤＷの先端がふらつかずに安定状態を維持するものである。
【００３１】
また、本発明のアーク溶接用トーチは、ノズルカバー５の開口５ｃから同軸に突出させてワイヤガイド６を設けているので、ワイヤガイド６の先端に飛散したスパッタが環状の開口５ｃに突進してきても、手前のワイヤガイド６の先端面６ｃに遮蔽されて開口５ｃに付着しにくいので、スパッタにより環状の開口５ｃが詰まってシールドガスの噴射量が制限されるようなことがなく、溶接作業中に、ノズルの交換や、スパッタガードにおけるスパッタの除去などの溶接作業を中断させる事態を回避でき、効率的な溶接作業が行えるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１  アーク溶接用トーチ
２  トーチ本体
２ａ，５ａ  雄ネジ
２ｂ，３４，６２  先端部
２ｃ  先端面
３  チップ
３ａ  先端
４  ノズル本体
４ａ，４ｂ  雌ネジ
５  ノズルカバー
５ｂ  孔
５ｃ  開口
６  ワイヤガイド
６ａ  第３軸孔
６ｂ  第２ガス通路
６ｃ  先端面
７  コイルスプリング
７ａ  上端
７ｂ  先端
２１  第１軸孔
２２  ガス放出口
３１  第２軸孔
３２  フランジ
３３  上部
３４ａ  先端近傍
４１  第１ガス通路
６１  四角いフランジ
６３  空部
６４  ガス噴出口
６５  第３ガス通路
１００  被溶接物
１０１  溶接ビード
Ｗ  溶接ワイヤ
【図１】
2010284666.tif 000003
【図２】
2010284666.tif 000004